java - 如何设计可用于测试的伪随机数生成器模式？

Question

我目前开发了一个相当大的应用程序，其中包括计算数学问题。计算是在类中进行的，我们称它们为 A 和 B，它们有一些随机的最终属性和一个(唯一的)最终 int id 作为实例变量。

我希望能够在测试模式下运行程序，在每次执行中，随机变量都完全相同，并且允许我使用 Junit 测试将结果与手工计算进行比较。显然，我不想在每次代码更改后重新计算示例解决方案(例如，如果插入对 prng 的早期访问，这将移动所有随机数)。

请注意，我目前使用 Java.util.Random 作为 prng，但我愿意接受建议。

现在的问题是:我应该如何构建 prng 的实例化和访问？要指出问题，请注意以下方法是非常糟糕的方法:

• 我无法将其设置为单例并从任何地方进行访问，因为这样，类中的随机数将取决于实例化的顺序。
• 我显然无法使用硬编码种子实例化新的随机(种子)，因为如果程序运行多次(在测试模式之外)，数字不会有所不同。

我提出了以下解决方案(主要基于 this answer )，但并不完全相同，因为编程语言和测试种子生成不同。

public class PRNGeneratorGenerator{

    //Make class a singleton
    private PRNGeneratorGenerator instance;
    private PRNGeneratorGenerator() {}
    public PRNGeneratorGenerator getInstance(){
        if (instance == null) instance = new PRNGeneratorGenerator();
        return instance;
    }

    //RandomNumberGenerator-Methods and Attributes
    private boolean isTestMode = false;
    private Random seedRng = new Random();

    public void setTestMode(boolean testMode){ 
       isTestMode = testMode; 
    }

    public Random getPseudorandomNumberGenerator(long testSeed){
      if(isTestMode) return new Random(testSeed); 
      return new Random(seedRng.nextLong());
    }
}

具有最终随机数的类(上面命名为 A 和 B)将如下所示:

public class A{
  private final static long CLASS_SEED = 872349;
  private final int randomNumberOne;
  private final int randomNumberTwo;
  private final int id;

  public A(int id){
    this.id = id;
    long testSeed = CLASS_SEED + id;
    Random rnd = PRNGeneratorGenerator.getInstance().getPseudorandomNumberGenerator(testSeed);
    randomNumberOne = rnd.nextInt();
    randomNumberTwo = rnd.nextInt();
  }
}

在测试模式下，我会在开始任何实例化之前调用 PRNGeneratorGenerator.getInstance().setTestMode(true)。

这是解决我的 java 问题的好方法吗？这种方法有什么缺点吗？我读过许多类似的问题，但没有找到可以回答我的问题的等效问题。预先感谢您的回答。

Answer 1

我建议创建一个“PRNGeneratorGeneratorTest”类，它创建自己的 PRNGeneratorGenerator 本地实例以进行测试。由于多种原因，混洗测试和生产代码是一个坏主意:例如这很令人困惑，很容易在测试的代码中留下一些东西，在不需要的时候打开模式，等等。无论如何，测试类还有其他好处，例如让您能够在 1 个构建中同时执行所有测试结果自动显示并保存

如果你不想创建一个测试类，至少将 getPseudorandomNumberGenerator 除以 2(即创建一个测试方法):

public Random getPseudorandomNumberGenerator(){
    return new Random(seedRng.nextLong());
}

public Random getPseudorandomNumberGeneratorTest(long testSeed){
    return new Random(testSeed); 
}

..这不是很好的做法，但它比打乱测试和生产代码要好得多。